电力市场多元主体信用风险测度及防控模型研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:hejizhou
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2019年以来,我国推进电力市场建设的政策文件密集出台,电力市场范围、市场模式加速集成融合,高标准电力市场体系建设不断深化,对于支撑全国统一电力市场建设、贯彻落实习近平总书记关于“四个革命,一个合作”能源安全新战略和实现“双碳”目标具有重要意义。电力市场具有复杂系统特性,不同市场主体在市场交易中的利益关系交错,加剧了市场主体交易行为的自利性、复杂性和不确定性。2015年,中发9号文提出要建立健全市场主体信用体系,规范市场秩序。2022年1月4日,李克强总理主持召开国务院常务会议,提出信用是市场经济的基础,要依法依规推进企业信用风险分类管理。在此背景下,推动高标准电力市场体系和全国统一电力市场的建设,要在满足电网安全稳定运行的前提下,建立完善的信用体系和风险管理办法,从而约束主体交易行为、规范电力市场交易秩序。电力市场主体的交易行为是动态变化的,多元主体信用风险的测度及风险防控也是一个动态的过程。政府、行业、企业层面已经开展了大量电力市场信用体系研究与应用工作,但未充分考虑市场主体的交易行为特征,对市场主体的信用水平和风险状况的反映不够全面,难以针对性地约束主体非期望行为并防控主体行为引致的信用风险。因此,以电力市场主体交易行为特征为切入点,深入研究电力市场多元主体的信用风险测度及风险防控相关问题,具有重要的理论意义和实践价值。基于此,本文立足电力市场信用体系建设中“信用风险测度及风险防控”的核心内容,开展电力市场多元主体交易行为推演模型构建、计及交易行为的多元主体信用评级模型构建、考虑信用等级的多元主体信用风险测度模型构建、基于行为—信用—风险传导的多元主体信用风险防控模型构建等研究内容,为规范市场多元主体交易行为、降低信用风险提供理论支撑。本文主要研究内容如下:(1)构建了考虑市场衔接和自适应学习博弈机制的电力市场多元主体交易行为推演模型,研究了不同市场主体的交易行为特征。首先,分析了中长期和现货电力市场的衔接关系和市场主体在不同市场中交易行为的主要表现形式;其次,以中长期合同电量分解作为市场衔接关系的表征,并引入自适应学习博弈机制构建了多元主体交易行为推演模型;再次,考虑到模型中存在的供需双侧不确定性,提出了随机层次场景生成方法,将交易行为推演模型重构为两阶段混合随机优化问题,并提出了基于AGOHSA方法的模型求解流程;最后,在包含10个常规发电商、7个新能源发电商、15个购电商的系统中进行了算例仿真。结果表明,在市场供需基本匹配的情况下,所构建的交易行为推演模型能够较好地模拟市场的自发竞争和市场均衡过程,且均衡条件下不同主体的中长期合同电量比例、合同电量履约率、现货申报偏差率等交易行为特征指标存在显著差异。(2)揭示了交易行为对主体信用的影响机理,据此构建了计及交易行为的市场主体信用评级指标体系和模型。首先,构建了基于Grey-DEMATEL-ISM的多元主体交易行为对主体信用作用路径传导模型,揭示了主体交易行为对信用的影响机理;其次,基于3A框架,从履约意愿(Aspiration)、履约能力(Ability)、履约行为(Action)三个维度构建了电力市场多元主体信用评级指标体系;再次,构建了基于混合多属性决策的多元主体信用评级模型,包括基于博弈论组合AEW和LBWA的指标赋权方法,以及基于DQGRA-MARCOS的信用评级方法;最后,分别对常规发电商、新能源发电商、购电商进行了实证分析。结果表明,不同类型的市场主体信用等级的关键影响因素存在差异,但合同电量履约率、不正当竞争行为、出力/负荷预测偏差、市场化交易规模、偷税漏税行为等因素对主体信用等级影响较大。与单一赋权方法、常规MARCOS、TOPSIS等模型的对比结果显示,本文所构建的模型在排序一致性、逆序性、样本分离度等方面均表现良好,能够在保证鲁棒性的前提下更好地提高决策效率。(3)对传统Credit Metrics模型进行了针对性的改进,构建了适用于电力市场多元主体的信用风险测度模型。基于Credit Metrics模型的理论框架,提出了市场多元主体信用评级转移矩阵构建方法,构建了基于履约保函的多元主体远期损失测算模型和基于条件风险的多元主体信用风险价值测算模型,有序组合后形成了考虑信用等级的电力市场多元主体信用风险测度模型,通过算例分析定量测算了不同市场主体的信用风险价值。结果表明,主体的信用等级转移具有一定的惯性,市场主体下一时期的信用评级大概率和上一时期相同;若信用评级发生转移,则转移至相邻评级的概率大于转移至其他评级的概率。在同样的置信水平下,主体的CVaR的值显著大于VaR的值,采用VaR会在一定程度上低估信用风险水平,因此采用CVaR方法测度市场主体的信用风险更加可信。(4)构建了市场主体行为—信用—风险传导系统动力学模型,提出了针对性的市场主体信用风险防控措施建议。首先,考虑主体交易行为、主体信用评级、主体信用风险之间的相互作用关系,运用系统动力学方法,分别针对常规发电商、新能源发电商和购电商,构建了包含交易行为子系统、信用评级子系统、信用风险子系统的市场主体行为—信用—风险传导模型;其次,通过结构检验和行为再现能力检验对模型的有效性进行验证,并对不同市场主体开展了仿真分析;最后,根据仿真分析结果,提出了针对性的市场主体信用风险防控措施建议。结果表明,边际成本、出力预测偏差率、负荷预测偏差率分别是常规发电商、新能源发电商、购电商行为—信用—风险传导系统中的关键冲击变量,其变化能够显著影响主体在市场中的交易行为特征指标及成本收益,进而影响主体的信用评级结果和信用风险价值,但由于信用评级的综合效用函数值和信用评级之间并非线性对应,使得冲击变量对于信用风险价值的影响有所弱化。本文考虑交易行为特征,对电力市场多元主体的信用评级、信用风险测度、信用风险防控问题进行了研究,反映了我国电力市场建设和企业信用风险分类管理的现实需求,对于科学把握电力市场多元主体的信用水平和风险状况、有效防控主体信用风险具有重要的理论价值和实践意义。本文构建的多元主体交易行为推演模型扩展了电力市场复杂环境下多元主体交易策略的相关研究,构建的主体信用评级模型、主体信用风险测度模型和行为—信用—风险传导模型丰富了电力市场主体信用风险管理的相关成果,能够有力支撑电力市场运营治理体系和治理能力现代化,助力高标准电力市场体系建设和企业信用分类管理机制的建立健全,对于其他市场中的信用管理问题也有一定的借鉴价值。
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